Question

光气(COCl₂)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl₂在活性炭催化下合成。

（1）氯气工业上来源于氯碱工业，氯碱工业的化学方程式为                           

（2）工业上利用天然气(主要成分为CH₄)与CO₂进行高温重整制备CO和H₂，已知CH₄、H₂和CO的燃烧热(△H)分别为－890.3 kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0 kJ/mol，则该反应的热化学方程式为：_____                                      _____；

（3）COCl₂的分解反应为COCl₂(g)  Cl₂(g) + CO(g)  △H = +108 kJ/mol。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl₂浓度变化曲线来示出)：

①计算反应在第8 min时的平衡常数K = __________(保留小数点后两位数字)

②比较第2 min反应温度T（2）与第8 min反应温度(T8)的高低：T（2）____T（8）(填“<”、 “>”或“=”)；

③若12 min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c(COCl₂) = ______mol/L；

④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以V(2—3)、 V(5—6)、 V(l2－13)表示]的大小____________；

⑤反应物COCl₂在5－6 min和15－16 min时平均反应速率的大小为：V(5－6) > V(15－16)，原因是__               _____________。

 

Answer 1

【答案】

（1）2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；

（2）CH₄(g)+CO₂(g) ＝2CO(g)+2H₂(g)   △H=+247.3kJ/mol

（3） ①0.23  ②<  ③0.031  ④V(5—6) > V(2—3)= V(l2－13)

⑤在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大。

【解析】

试题分析：（1）氯碱工业是电解饱和食盐水来制备氯气，氯碱工业的化学方程式为2NaCl+2H₂O     2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；（2）根据盖斯定律，可得CH₄(g)+CO₂(g) ＝2CO(g)+2H₂(g)   △H=+247.3kJ/mol。（3）①由图可知，8min时COCl₂的平衡浓度为0.04mol/L，Cl₂的平衡浓度为0.11mol/L，CO的平衡浓度为0.085mol/L，故该温度下化学平衡常数k==0.234 mol•L^﹣1；②第8min时反应物的浓度比第2min时减小，生成物浓度增大，平衡向正反应方向移动．4min瞬间浓度不变，不可能为改变压强、浓度，应是改变温度，又因为正反应为吸热反应，所以T（2）＜T（8），故答案为：＜；③由图可知，10min瞬间Cl₂浓度增大，CO的浓度降低，故改变条件为移走CO，降低CO的浓度，平衡常数不变，与8min到达平衡时的平衡常数相同，由图可知，12min时到达平衡时Cl₂的平衡浓度为0.12mol/L，CO的平衡浓度为0.06mol/L，故：=0.234mol/L，解得c（COCl₂）=0.031mol/L，故答案为：0.031；④在5～6 min和15～16 min时反应温度相同，在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，但15～16 min时各组分的浓度都小，因此反应速率小，即v（5～6）＞v（15～16），V(5—6) > V(2—3)= V(l2－13)；⑤在相同温度时，该反应的反应物的浓度越高，反应速率越大。

考点：本题考查化学方程式、热化学方程式的书写和化学平衡图象的有关计算。